JPS63201963A - トラツク追従制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気記録媒体を用いた高トラツク密度を可能
とする磁気記録再生装置のトラック追従制御方式に関し
、特にセクタサーボ方式を用いたトラック追従制御方式
に関する。

〔従来の技術〕

磁気記録における記録密度の向上にともない、従来の磁
気記録媒体の膜面に平行に磁化記録を行う、いわゆる長
手記録方式においては、減磁界の影響を減少させるため
媒体を薄膜化したり、あるいは抗磁力を高（する等、種
々の方法が行われている。

耐摩耗性及び信頼性の観点から現在までのところ高密度
の記録再生にたいしてはＭｎ−Ｚｎ５あるいはＮｉ−Ｚ
ｎのコアからなるリングヘッド以外には、再生出力値も
含めて規格値を充分に満足するヘッドはない、上述のリ
ングヘッドを用いる場合に最も問題となるのは、記録密
度を上げるために媒体の抗磁力゛を増加させたことによ
って飽和記録が困難となったり、リングヘッドのギャッ
プ長を減少（これはすなわち記録密度の向上に不可欠の
要因）させたことによって重畳記録特性が劣化しエラー
レートの増加を引き起こすことである。

記憶容量を増大させる方法の一つとして、トラック密度
を上昇させる方法が同様盛んに研究されている。特開昭
５８−４５６６９号公報に詳細に述べられているように
、従来のフレキシブル磁気ディスク装置では、媒体を装
置へ装着する際のチャッキング誤差あるいは媒体の温湿
膨張等により、トラッキングサーボを用いない場合、ト
ラック密度は１００７ＰＩ（１インチあたり１００トラ
ツク）が限界とされていた。最近はディスク径が小さく
なるにつれ、上述の温湿膨張が少なくなり、且つベース
フィルム等の改善、あるいはセンターハブによるチャッ
キング誤差の減少等により１３５７ＰＩの装置も市販さ
れるようになった。また２００ＴＰＩの可能性を提案し
ているところもあるが実際には製品化されていない。

フレキシブル磁気ディスク装置では２００ＴＰＩ以上の
高トラツク密度を実現するためには、トラック位置誤差
信号を検出して記録再生ヘッドを所望のトラック上に正
しく位置決めを行うサーボ方式の実現の必要がある。

従来のハードディスクで用いられているサーボ面サーボ
方式では連続に位置誤差信号を得て、それにもとづいて
フィードバック制御を行っていたが、フロッピーディス
ク装置では連続して位置誤差信号を得ることは非常に困
難を要する。この場合、データ面からトラック位置誤差
信号を取るいわゆるデータ面サーボ方式、すなわちセク
タサーボ方式が最も実現しやすい方法である。

このセクタサーボ方式は、各セクタの始めか終わりの部
分にサーボ情報を記録しておき、これを記録再生ヘッド
で再生してトラック位置誤差信号を生成し、これに基づ
いてヘッド駆動アクチュエータの印加電圧あるいは電流
をコントロールして、所望のトラックに追従させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらフロッピーディスク装置では、回転数が遅
く、セクタ数もそれほど多くないため、得られるトラッ
ク位置誤差信号のサンプル数が少ない。

さらに１セクタ当たりのデータバイト数が使用するＯ３
（オペレーティングシステム）によって可変である必要
があるが、セクタごとにトラック位置誤差信号を得るセ
クタサーボ方式では、データバイト数の増加によりセク
タ数が減少するとサーボの追従特性が劣化してしまうと
いう欠点を存している。

本発明の目的は、セクタ当たりのデータバイト数が変化
しても良好な追従特性を得ることのできるトラック追従
制御方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、データ信号の記録再生とは無関係にトラック
位置信号をセクタごとに記録した磁気記録媒体から、磁
気ヘッドによって前記トラック位置信号を得て、得られ
たトラック位置信号からトラック位置誤差信号を得て、
前記磁気ヘッドのデータトラック上への位置決めを行う
トラック追従制御方式において、セクタごとに得られた
時間的に過去の前記トラック位置誤差信号及び前記トラ
ック位置誤差信号から補間法により内挿したトラック位
置誤差信号に所定の係数を乗じて、たし合わせることに
より、時間的に未来のトラック位置誤差信号を得ること
を特徴とする。

〔実施例〕

以下図面を用いて本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明のトラック追従制御方式の一実施例に用
いられるフロッピーディスク装置を示している。このフ
ロッピーディスクは、高透磁率材からなる磁気ヘッド１
１と、磁気ヘッドにより再生された信号を増幅するアン
プ１２と、記録情報を再生する記録再生回路１３と、再
生された記録情報をデータ信号とサーボパターンとに弁
別するゲート回路１４と、サーボパターンを検出してタ
イミング信号を作成するサーボパターン検出器１５と、
タイミング信号に基づいてトラック位置誤差信号を生成
する位置誤差信号生成器１６と、トラック位置誤差信号
に基づいてステップモータを制御するコントローラと、
磁気ヘッド１１を駆動するステップモータ１８とを備え
ている。なお図中、１９はフロッピーディスクを示して
いる。

第２図にフロッピーディスク１９にあらかじめ記録され
るサーボパターンの領域２０を示す、サーボパターンお
よび各セクタのフォーマットの概略を第３図に示す。各
セクタは、サーボパターン、識別部（ＩＤ）およびデー
タよりなり、サーボパターンはデータトラック２１に対
して半トラツクずれた位置に交互に、データ信号周波数
と互いに素となるような周波数で記録したものを用いる
。

第１図において、磁気ヘッド１１により再生された信号
はアンプ１２で増幅されて、記録再生回路１３を通り、
ゲート回路１４によりデータ信号とサーボパターンとに
弁別される。サーボパターン検出器１５はサーボパター
ンを検出してタイミング信号を作成する。このタイミン
グ信号に基づいて位置誤差信号発生器１６でトラック位
置誤差信号を得る。

トラック位置誤差信号は、第２図に示したように各セク
タごとにしか得られない、コントローラ１７は、セクタ
ごとのトラック位置誤差信号をもとに、シークモードに
入る前、すなわちトラック追従動作にない状態で数回軽
分記憶する。次に、記憶したトラック位置誤差信号を同
一セクタごとに平均する。これは、フロッピーディスク
１９を回転させるスピンドルモータ（図示せず）の回転
変動を平均化してノイズ成分を除去するためである。

次に、１週の中での平均値を求め、各セクタごとのトラ
ック位置誤差信号から減じる。以下、式を用いて説明す
る。

各セクタのトラック位置誤差信号を、 （ｘ　（ＳＡｔ”）：Ｓ−１，−−−−−、Ｎ）　とす
る、Ｎはセクタ数で、Ａｔはセクタ間の時間間隔を表す
。

一周での平均値貰は、 で求められ、ｘ　（ＳＡｔ）からこれを減じた値をｘ　
（Ｓ）とする。

ｘ　（Ｓ）−ｘ　（ＳＡｔ）−！ （Ｓ−１，２，・・・・、Ｎ） 次に、このｘ　（Ｓ）を用いて、自己回帰モデルにより
、ｘ　（Ｓ）を ｘ　（Ｓ）ｘ３１−ｘ　（Ｓ−１）＋８．＊Ｘ　（Ｓ−
２）　＋−−−＋ａＭ−Ｘ　（Ｓ　−Ｍ）のように仮定
し、ａＩ＋・・・＋ａＨの係数及び個数をある評価関数
によって求める。

フロッピーディスク装置における磁気ヘッドとデータト
ラックとの位置ずれ（以後オフトラックと呼ぶ）は、主
として、スピンドルモータの回転に同期した偏心による
もの（例えばチャッキングによるずれ等）と、スピンド
ルモータの回転の２倍に同期した偏心によるもの（例え
ば温湿度膨張によるずれ等）との２つがある。これら偏
心はディスクの１回転内では、正弦波に近い形をしてお
り、これら２種類の偏心の振幅９位相が環境変化によっ
て異なった値でたし合わさって、オフトラックとして現
れる。

上述の自己回帰モデルを用いて、適切な評価関数を最小
とする係数ａ！の値及び個数をシミニレ−シランにより
求めると、２種類の偏心の振幅。

位相が変化しても係数ａ！の個数は変化せず、値、につ
いてもほとんど変化しない、従って係数ａｉについては
、どのトラックについても同じ値で良いことになる。

また位置誤差信号は、セクタ当たりのデータ量が増加す
ると、１トラツク当たりのセクタ数が減るため、次の操
作を行う。

媒体上から得られる位置誤差信号を、ｘ　（ＳΔｔ’）
（Ｓ＝１．２．　　・・・、Ｎ）とする、このＡｔのサ
ンプル間をサーボ特性が劣化しないように、位置誤差信
号を求める必要がある。自己回帰モデルではサンプル間
隔は一定であるため、位置誤差信号ｘ　（ＳＡｔ）の値
を使ってこのＡｔのサンプル間の値を予測することはで
きないため、過去のｘ　（ＳＡｔ）の値を用いて、補間
法によりＡｔのサンプル間の値を必要な個数だけ求めて
おいて、係数を掛けてたし合わせる。

これによって、常に予測が可能であるために、少ない位
置誤差信号からでも必要な位置誤差信号を得ることがで
きる。

以上のアルゴリズムは、１チツプのマイコン程度の計算
速度で十分達成できる。さらに高速演算プロセッサを用
いれば高速処理ができる。

このようにして、１セクタあたりのデータバイト数が増
加してもトラック追従特性を劣化させなくすることがで
きる。

以上の実施例はフロッピーディスク装置におけるトラッ
ク追従制御方式について説明したが、本発明はフロッピ
ーディスク装置に限定されるわけではなく、ハードディ
スク装置においても適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、過去の位置誤差信号を用いてサンプル
間の位置誤差信号を予測することができるため、良好な
追従特性のトラック追従制御方式を提供することができ
る。

従って、使用するＯ８によって１セクタ当たりのデータ
バイト数が増加すると、各セクタごとにしか得られない
位置誤差信号では、サンプル数が減少するためトラック
追従特性が劣化するという従来方式の欠点を除去するこ
とができる。

また、本発明の方式を用いることにより、トラック追従
特性を劣化させずに、信鯨性の高いフロッピーディスク
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明のトラック追従制御方式の一実施例に用
いられるフロッピーディスク装置を示す図、 第２図はフロッピーディスクにあらかじめ記録されたサ
ーボパターンの領域を示す構成図、第３図はフロッピー
ディスクにあらかじめ記録されたフォーマットの概略を
示す図である。 １１・・・・・磁気ヘッド １２・・・・・アンプ １３・・・・・記録再生回路 １４・・・・・ゲート回路 １５・・・・・サーボパターン検出器 １６・・・・・位置誤差信号生成器 １７・・・・・コントローラ １８・・・・・ステップモータ １９・・・・・フロッピーディスク ２０・・・・・サーボパターン領域 ２１・・・・・データトラック 代理人　弁理士　　岩　佐　　義　幸 第１図 第　２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）データ信号の記録再生とは無関係にトラック位置
   信号をセクタごとに記録した磁気記録媒体から、磁気ヘ
   ッドによって前記トラック位置信号を得て、得られたト
   ラック位置信号からトラック位置誤差信号を得て、前記
   磁気ヘッドのデータトラック上への位置決めを行うトラ
   ック追従制御方式において、セクタごとに得られた時間
   的に過去の前記トラック位置誤差信号及び前記トラック
   位置誤差信号から補間法により内挿したトラック位置誤
   差信号に所定の係数を乗じて、たし合わせることにより
   、時間的に未来のトラック位置誤差信号を得ることを特
   徴とするトラック追従制御方式。